JPH04237931A - Cathode-ray tube - Google Patents

Cathode-ray tube

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JPH04237931A
JPH04237931A JP1824191A JP1824191A JPH04237931A JP H04237931 A JPH04237931 A JP H04237931A JP 1824191 A JP1824191 A JP 1824191A JP 1824191 A JP1824191 A JP 1824191A JP H04237931 A JPH04237931 A JP H04237931A
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lens
quadrupole
quadrupole lens
electrode
lenses
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Takefumi Kato
武文 加藤
Masanori Takebe
武部 政則
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make focus regulation from low luminance to high luminance in CRT by using one variable resistor. CONSTITUTION:In a CRT equipped with more than 3 quadrupole lenses, the positive electrode of a first quadrupole lens Q1 and the positive electrode of a second quadrupole lens Q2 are connected to a fixed power supply terminal 43, and a part of the negative electrode of the first quadrupole lens Q1 and a part of the negative electrode of the second quadrupole lens are connected to a common variable resistor 24. The remaining negative electrode of the second quadrupole lenses is connected to the fixed power supply terminal 46.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はオシロスコープ等に用い
られる観測用CRT(陰極線管)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to observation CRTs (cathode ray tubes) used in oscilloscopes and the like.

【0002】0002

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】陰極、
制御電極、加速電極、ユニポテンシャル型の第1及び第
2の四極レンズ、垂直偏向系、ユニポテンシャル型の第
3の四極レンズ、水平偏向系、走査拡大レンズ、及びス
クリーンを排気管体の軸に沿って配置することによりオ
シロスコープのCRTを構成することは、例えば、特開
昭63−23733号公報、特開昭63−237335
号公報、特開昭64−6348号公報に開示されている
[Prior art and problems to be solved by the invention] Cathode,
A control electrode, an accelerating electrode, unipotential type first and second quadrupole lenses, a vertical deflection system, a unipotential type third quadrupole lens, a horizontal deflection system, a scanning magnifying lens, and a screen on the axis of the exhaust pipe body. Configuring the CRT of an oscilloscope by arranging the CRT along
It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 64-6348.

【0003】これ等のCRTにおける結像原理は図1で
示すことができる。図1では、第1、第2及び第3の四
極レンズQ1 、Q2 、Q3 が管軸1上に配置され
ている。図1では物点12(クロスオーバー)から像面
4の像5に向う管軸1の上側領域2に垂直方向のレンズ
作用(フォーカス状態)が表示され、下側領域3に水平
方向のレンズ作用(フォーカス状態)が表示されている
。Q1 、Q3 で示す第1及び第3の四極レンズ6、
8は垂直方向に凹レンズ、水平方向に凸レンズとして作
用し、Q2 で示す第2の四極レンズ7は垂直方向に凸
レンズ、水平方向に凹レンズとして作用する。この様に
3個の四極レンズQ1 、Q2 、Q3 を設けると像
5を真円に近づけることができる。
The imaging principle in these CRTs can be shown in FIG. In FIG. 1, first, second and third quadrupole lenses Q1, Q2, Q3 are arranged on the tube axis 1. In FIG. 1, the vertical lens action (focus state) is displayed in the upper region 2 of the tube axis 1 from the object point 12 (crossover) toward the image 5 on the image plane 4, and the horizontal lens action is shown in the lower region 3. (Focus status) is displayed. first and third quadrupole lenses 6 denoted by Q1 and Q3;
8 acts as a concave lens in the vertical direction and a convex lens in the horizontal direction, and the second quadrupole lens 7 shown by Q2 acts as a convex lens in the vertical direction and a concave lens in the horizontal direction. By providing the three quadrupole lenses Q1, Q2, and Q3 in this manner, the image 5 can be made close to a perfect circle.

【0004】図1の物点12は、図2に示す陰極9から
放出された電子が陰極9と制御電極10と加速電極11
とによって構成されるレンズによって略一点に収束され
る点(クロスオーバー)である。
An object point 12 in FIG. 1 indicates that electrons emitted from the cathode 9 shown in FIG.
This is a point (crossover) that is converged to approximately one point by the lens formed by the above.

【0005】物点12(クロスオーバー)から第1の四
極レンズQ1 までの距離をv、第1の四極レンズQ1
 から第2の四極レンズQ2 までの距離をd、第2の
四極レンズQ2 から第3の四極レンズQ3 までの距
離をq、第3の四極レンズQ3 から像面4までの距離
をz、各四極レンズQ1 、Q2 、Q3 の凹凸の焦
点距離が同じと仮定し、その逆数をS1 、S2 、S
3 とすれば、S1 、S2 、S3 を次の(1)(
2)(3)式で示すことができる。
The distance from the object point 12 (crossover) to the first quadrupole lens Q1 is v, and the first quadrupole lens Q1 is
d is the distance from the second quadrupole lens Q2 to the third quadrupole lens Q3, q is the distance from the second quadrupole lens Q2 to the third quadrupole lens Q3, z is the distance from the third quadrupole lens Q3 to the image plane 4, and each quadrupole Assuming that the focal lengths of the concave and convex surfaces of the lenses Q1, Q2, and Q3 are the same, the reciprocals of the concave and convex focal lengths of the lenses are S1, S2, and S.
3, then S1, S2, and S3 are expressed as (1) (
2) It can be expressed by equation (3).

【0006】[0006]

【数1】[Math 1]

【0007】図2に於いて、制御電極10の電圧を変化
させ、電子ビームの量を制御すると、物点12の位置が
変化する。即ち、物点12から第1の四極レンズQ1 
までの距離vが変化する。このことは各々の四極レンズ
のレンズ定数をvの変化に応じて変えねば、像面4に像
5が出来なくなることを意味する。四極レンズを用いた
電子銃の弱点の一つは、電子ビーム量を変化させたとき
、各四極レンズの電圧を調整する複雑さがある。この複
雑さを解消する方策が前述の特開昭63−237334
号公報に等に開示されている。
In FIG. 2, when the voltage of the control electrode 10 is changed to control the amount of electron beam, the position of the object point 12 changes. That is, from the object point 12 to the first quadrupole lens Q1
The distance v changes. This means that unless the lens constant of each quadrupole lens is changed according to the change in v, the image 5 will not be formed on the image plane 4. One of the weaknesses of electron guns using quadrupole lenses is the complexity of adjusting the voltage of each quadrupole lens when changing the amount of electron beam. A method to solve this complexity is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No. 63-237333.
It is disclosed in the publication No.

【0008】しかしながら、これ等のCRTに於いては
、電子ビーム量の変化に応じて少なくとも2つの可変抵
抗器を調整しなければならない。
However, in these CRTs, at least two variable resistors must be adjusted in response to changes in the amount of electron beam.

【0009】特開昭63−237334号公報には、、
図3に原理的に示すように、物点12と第1の四極レン
ズQ1 との間に軸対称レンズ13を配置し、そのレン
ズの作用によって物点12の位置を実質的に一定にする
ことが開示されている。図3で、軸対称レンズ13と第
1の四極レンズ13との距離をeとし、制御電極10の
調整によりvからv′に物点の位置が変化したとする。 これを軸対称レンズ13を作用させvに戻すと、このレ
ンズの作用により物点の大きさが(v−e)/(v′−
e)となる。電子ビーム量を増加させる場合v>v′の
関係になる。従って、ビーム量を増加させたとき、軸対
称レンズ13の作用によって物点12は拡大される。こ
の例では制御電極10の変化に対応して軸対称レンズ1
3の電圧だけを調整すれば、他は変化させなくても結像
5は得られる。しかし、ビーム量を増加させたとき、物
点12が大きくなり、結像5が大きくなり品質が低下す
る。
[0009] Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-237334 states,
As shown in principle in FIG. 3, an axially symmetrical lens 13 is arranged between the object point 12 and the first quadrupole lens Q1, and the position of the object point 12 is made substantially constant by the action of the lens. is disclosed. In FIG. 3, it is assumed that the distance between the axially symmetrical lens 13 and the first quadrupole lens 13 is e, and the position of the object point changes from v to v' by adjusting the control electrode 10. When this is returned to v by the action of the axially symmetrical lens 13, the size of the object point becomes (v-e)/(v'-
e). When increasing the amount of electron beam, the relationship v>v' holds. Therefore, when the beam amount is increased, the object point 12 is enlarged by the action of the axially symmetrical lens 13. In this example, the axially symmetrical lens 1 corresponds to the change in the control electrode 10.
By adjusting only voltage 3, image formation 5 can be obtained without changing the others. However, when the beam amount is increased, the object point 12 becomes larger, the image formation 5 becomes larger, and the quality deteriorates.

【0010】そこで、本発明の目的は、電子ビーム量の
変化によるフォーカス状態の変化の調整を単一可変電圧
源で行うことが可能なCRTを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a CRT in which changes in the focus state due to changes in the amount of electron beam can be adjusted using a single variable voltage source.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、少なくとも第1、第2及び第3の四極レン
ズを有する陰極線管において、少なくとも前記第1及び
第2の四極レンズが管軸に対して直角に配置された複数
の板状電極から夫々成り、前記複数の板状電極は第1の
極性の電圧を印加する複数の第1極性電極と第2の極性
の電圧を印加する複数の第2極性電極との組み合せから
成り、前記第1の四極レンズの前記第1の極性電極と前
記第2の四極レンズの前記第1極性電極とが同一の電圧
源に接続され、前記第1の四極レンズの前記第2極性電
極と前記第2の四極レンズの前記第2極性電極の一部と
が同一の可変電圧源に接続され、前記第2の四極レンズ
の前記第2極性電極の残りが別の電圧源に接続されてい
ることを特徴とする陰極線管に係わるものである。
Means for Solving the Problems The present invention to achieve the above object provides a cathode ray tube having at least first, second and third quadrupole lenses, in which at least the first and second quadrupole lenses are each comprising a plurality of plate-shaped electrodes arranged perpendicular to the axis, the plurality of plate-shaped electrodes applying a voltage of a first polarity to a plurality of first polarity electrodes and a plurality of electrodes of a second polarity to which a voltage of a second polarity is applied. the first polarity electrode of the first quadrupole lens and the first polarity electrode of the second quadrupole lens are connected to the same voltage source; The second polar electrode of the first quadrupole lens and a part of the second polar electrode of the second quadrupole lens are connected to the same variable voltage source, and the second polar electrode of the second quadrupole lens is connected to the same variable voltage source. This relates to a cathode ray tube characterized in that the remaining portions are connected to another voltage source.

【0012】0012

【作用】第2の四極レンズの第2極性電極の一部に第1
の四極レンズと同一の電圧を印加することにより、第2
の四極レンズのレンズ長を変えたと等価な作用が生じる
。この第2の四極レンズのレンズのレンズ長変化のレン
ズ定数への寄与が、電子ビーム量の変化によるフォーカ
ス状態の変化の補正に利用される。この結果、低輝度ま
でのフォーカス調整を1つの可変電圧源で行うことが可
能になる。
[Operation] A part of the second polar electrode of the second quadrupole lens
By applying the same voltage as the quadrupole lens, the second
An effect equivalent to changing the lens length of the quadrupole lens occurs. The contribution of the change in the lens length of the second quadrupole lens to the lens constant is used to correct the change in the focus state due to the change in the amount of electron beam. As a result, focus adjustment down to low brightness can be performed with one variable voltage source.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の実施例に係わるオシロスコー
プのCRTを説明する。図4には、管軸1に沿って配置
された陰極9と、制御電極10と、加速電極11と、ユ
ニポテンシャル型の第1及び第2の四極レンズQ1 、
Q2 と、一対の偏向板から成る垂直偏向系40と、ユ
ニポテンシャル型の第3の四極レンズQ3 と、一対の
偏向板から成る水平偏向系41と、ドームメッシュ42
と、像面即ちスクリーン4とから成るCRTが示されて
いる。 なお、CRTの排気管体は省略されている。各部の基本
的構成及び作用は特開昭63−237334号公報に開
示されているものと実質的に同一であるので、詳しい説
明は省略する。
Embodiment Next, a CRT for an oscilloscope according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a cathode 9 arranged along the tube axis 1, a control electrode 10, an accelerating electrode 11, first and second unipotential quadrupole lenses Q1,
Q2, a vertical deflection system 40 consisting of a pair of deflection plates, a third unipotential quadrupole lens Q3, a horizontal deflection system 41 consisting of a pair of deflection plates, and a dome mesh 42.
A CRT is shown comprising an image plane or screen 4. Note that the exhaust pipe body of the CRT is omitted. Since the basic structure and operation of each part are substantially the same as those disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 63-237334, detailed explanation will be omitted.

【0014】ドームメッシュ42は軸対称性を有するよ
うに形成され、像面4に結像される像点をスクリーン面
に結像する働きを有し、更に偏向系40、41で偏向さ
れたたビームを拡大する作用(走査拡大作用)を有する
The dome mesh 42 is formed to have axial symmetry, has the function of focusing the image point formed on the image plane 4 on the screen surface, and furthermore has the function of focusing the image point formed on the image plane 4 on the screen surface. It has the function of expanding the beam (scanning expansion function).

【0015】第1、第2及び第3の四極レンズQ1 、
Q2 、Q3は説明の都合上斜線を付して示す第1の電
極20と、斜線を付さないで示す第2の電極21との組
み合せから成る。この実施例では、第1及び第2の四極
レンズQ1、Q2 が3枚の第1の電極20と3枚の第
2の電極21とを交互に配置することによって夫々構成
され、第3の四極レンズQ3 が2枚の第1の電極20
と2枚の第2の電極21とを交互に配置することによっ
て構成されている。。なお、各四極レンズQ1 、Q2
 、Q3 によって図1に示すレンズ作用を得るために
、第1及び第2の電極20、21の配置順番が第1及び
第3の四極レンズQ1 、Q3 と第2の四極レンズQ
2 とで相違している。即ち、第1及び第3の四極レン
ズQ1 、Q3 では第1の電極20が正極性(第1極
性)電極となり、第2の電極21が負極性(第2極性)
電極となり、第2の四極レンズQ2 では第2の電極2
1が正極性電極となり、第1の電極20が負極性電極に
なっている。
[0015] First, second and third quadrupole lenses Q1,
Q2 and Q3 consist of a combination of a first electrode 20 shown with hatching for convenience of explanation and a second electrode 21 shown without hatching. In this embodiment, the first and second quadrupole lenses Q1 and Q2 are each constructed by alternately arranging three first electrodes 20 and three second electrodes 21, and the third quadrupole The first electrode 20 has two lenses Q3.
and two second electrodes 21 are arranged alternately. . In addition, each quadrupole lens Q1, Q2
, Q3, in order to obtain the lens action shown in FIG.
2 is different. That is, in the first and third quadrupole lenses Q1 and Q3, the first electrode 20 is a positive polarity (first polarity) electrode, and the second electrode 21 is a negative polarity (second polarity) electrode.
In the second quadrupole lens Q2, the second electrode 2
1 is a positive polarity electrode, and the first electrode 20 is a negative polarity electrode.

【0016】図5は第1の四極レンズQ1 の電極20
、21の配置を示すものであり、各電極20、21の中
心は管軸1に一致している。各電極20、21は間隔l
を有して互いに平行に配置され且つ管軸1に対して直角
に配置されている。このレンズの全長はLである。
FIG. 5 shows the electrode 20 of the first quadrupole lens Q1.
, 21, and the center of each electrode 20, 21 coincides with the tube axis 1. Each electrode 20, 21 is spaced l
are arranged parallel to each other and at right angles to the tube axis 1. The total length of this lens is L.

【0017】図6は第1及び第2の電極20、21を詳
しく示す斜視図である。金属板から成る第1及び第2の
電極20、21は孔20a、21aを夫々有する。孔2
0a、21aは軸1に向って突出している一対の周縁2
2と、軸1から離れるように凹んでいる一対の周縁23
とを夫々有する。管軸1を中心に対称に配置された一対
の周縁22は直角双曲線を示す式x2 −y2 =±a
2 をほぼ満足する曲率を有する。同様に管軸1を中心
に対称に配置された一対の周縁23は円を示す式x2 
+y2 =b2 をほぼ満足する曲率を有する。なお、
xy座標の中心即ち管軸1から第1の対の周縁22の頂
点までの距離aと、中心から第2の対の周縁23の頂点
までの距離bとの関係は、b>aである。また、第2の
電極21の孔21aは第1の電極20の孔20aを90
度回転したものに相違する。
FIG. 6 is a perspective view showing the first and second electrodes 20, 21 in detail. The first and second electrodes 20 and 21 made of metal plates have holes 20a and 21a, respectively. Hole 2
0a and 21a are a pair of peripheral edges 2 protruding toward the axis 1
2, and a pair of peripheral edges 23 that are recessed away from the axis 1.
and respectively. A pair of peripheral edges 22 arranged symmetrically around the tube axis 1 are expressed by the formula x2 −y2 = ±a, which indicates a rectangular hyperbola.
It has a curvature that almost satisfies 2. Similarly, a pair of peripheral edges 23 arranged symmetrically around the tube axis 1 represent a circle using the formula x2
It has a curvature that approximately satisfies +y2 =b2. In addition,
The relationship between the distance a from the center of the xy coordinates, that is, the tube axis 1, to the apex of the first pair of circumferential edges 22 and the distance b from the center to the apex of the second pair of circumferential edges 23 is b>a. Further, the hole 21a of the second electrode 21 is 90
It differs from the one rotated by a degree.

【0018】この実施例では、第1及び第2の電極20
、21の厚さは夫々0.5mm、双曲線の定数aは5で
あり、電極間隔lは1mmである。
In this embodiment, the first and second electrodes 20
, 21 are each 0.5 mm thick, the hyperbolic constant a is 5, and the electrode spacing l is 1 mm.

【0019】図4においては、第1の四極レンズQ1 
の3枚の第1の電極20と第2の四極レンズQ2 の3
枚の第2の電極21が+300Vの電源端子43に接続
され、第1の四極レンズQ1 の3枚の第2の電極21
と第2の四極レンズQ2 の第1番目の電極20とが可
変抵抗器44に接続されている。この可変抵抗器44は
負の電源端子45に接続され、例えば−300V程度の
負電圧をライン44aに与える。第2の四極レンズQ2
 の第2番目の第1の電極20は−40Vの負の電源端
子46に接続されている。第3の四極レンズQ3 の2
枚の第1の電極20は+250Vの正の電源端子47に
接続され、2枚の第2の電極21はグランドに接続され
ている。電源の数を減らす目的で第3の四極レンズQ3
 には正負の対称電圧が印加されていないが、(250
+0)/2=125から正電圧+125Vと負電圧−1
25Vを印加したと同等の効果が得られる。
In FIG. 4, the first quadrupole lens Q1
three first electrodes 20 and a second quadrupole lens Q2
The three second electrodes 21 of the first quadrupole lens Q1 are connected to the +300V power supply terminal 43.
and the first electrode 20 of the second quadrupole lens Q2 are connected to the variable resistor 44. This variable resistor 44 is connected to a negative power supply terminal 45, and applies a negative voltage of, for example, about -300V to the line 44a. Second quadrupole lens Q2
The second first electrode 20 of is connected to a negative power terminal 46 of -40V. 2nd quadrupole lens Q3
The two first electrodes 20 are connected to a +250V positive power supply terminal 47, and the two second electrodes 21 are connected to ground. A third quadrupole lens Q3 is used to reduce the number of power supplies.
Although no positive and negative symmetrical voltages are applied to (250
+0)/2=125, positive voltage +125V and negative voltage -1
The same effect as applying 25V can be obtained.

【0020】図4において第1、第2及び第3の四極レ
ンズQ1 、Q2、Q3 の軸方向の長さL1 、L2
 、L3 は、10mm、7.5mm、6mmであり、
クロスオーバー(物点)から第1の四極レンズQ1 の
中心までの距離vが30mm、第1の四極レンズQ1 
の中心から第2の四極レンズQ2 の中心までの距離d
が30mm、第2の四極レンズQ2 の中心から第3の
四極レンズQ3 の中心までの距離qが60mm、第3
の四極レンズQ3 の中心から像面4までの距離zが1
20mmである。
In FIG. 4, the axial lengths L1, L2 of the first, second and third quadrupole lenses Q1, Q2, Q3
, L3 are 10 mm, 7.5 mm, and 6 mm,
The distance v from the crossover (object point) to the center of the first quadrupole lens Q1 is 30 mm, and the first quadrupole lens Q1
The distance d from the center of Q2 to the center of the second quadrupole lens Q2
is 30 mm, the distance q from the center of the second quadrupole lens Q2 to the center of the third quadrupole lens Q3 is 60 mm, and the third
The distance z from the center of the quadrupole lens Q3 to the image plane 4 is 1
It is 20mm.

【0021】次に、制御電極10の電圧を変えて電子ビ
ームの量を変えることによって生じるクロスオーバーの
移動に基づくフォーカスずれを単一の可変抵抗器で44
で調整することができることを説明する。
Next, by changing the voltage of the control electrode 10 to change the amount of electron beam, the focus shift caused by the movement of the crossover can be corrected using a single variable resistor.
Explain that it can be adjusted.

【0022】前述の(1)、(2)、(3)式で与えら
れた各四極レンズQ1、Q2 、Q3 のレンズ定数S
1 、S2 、S3 に基づいて次の(4)、(5)式
が得られる。
Lens constant S of each quadrupole lens Q1, Q2, Q3 given by the above equations (1), (2), and (3)
1, S2, and S3, the following equations (4) and (5) are obtained.

【0023】[0023]

【数2】[Math 2]

【0024】制御電極10の電圧を調整してクロスオー
バーから第1の四極レンズQ1 の中心までの距離がv
からv−Δvに変化したとすれば、(4)、(5)式に
対応してS1 、S2 、S3 のvの微分係数S1’
(v)、S2’(v)、S3’(v)を示す(6)、(
7)式が得られる。
By adjusting the voltage of the control electrode 10, the distance from the crossover to the center of the first quadrupole lens Q1 is set to v.
If it changes from v - Δv, then the differential coefficient S1' of v of S1, S2, S3 corresponds to equations (4) and (5).
(v), S2'(v), and S3'(v) (6), (
7) Equation is obtained.

【0024】[0024]

【数3】[Math 3]

【0025】(6)、(7)式はvを一定としてQ1 
、Q2 、Q3 のレンズ定数の比率を(4)、(5)
式によって決めてもvの変化があると像点に結像しない
ことを意味する。即ち、(6)、(7)式から、−△v
の変化に対して付加因数により(4)、(5)式からは
ずれ、結像の条件が満足しなくなる。前述の特開昭63
−237334号公報に開示されている方式では、vが
あまり変化しない場合は問題がないが、vの変化が大き
い場合、即ちビーム電流を大きくすると結像しなくなる
Equations (6) and (7) assume that v is constant and Q1
, Q2 , Q3 lens constant ratio (4), (5)
Even if it is determined by the formula, if there is a change in v, it means that the image will not be formed at the image point. That is, from equations (6) and (7), -△v
Due to the addition factor due to the change in , the equations (4) and (5) deviate from each other, and the imaging conditions are no longer satisfied. The aforementioned Japanese Patent Application Publication No. 1983
In the method disclosed in Japanese Patent No. 237334, there is no problem when v does not change much, but when v changes greatly, that is, when the beam current is increased, imaging becomes impossible.

【0026】図5及び図6に示すような四極レンズの焦
点距離の逆数Sは次の(8)式で与えられる。なお、次
式のVは電極20、21に印加する正負の電圧であり、
Lはレンズ長である。
The reciprocal S of the focal length of the quadrupole lens shown in FIGS. 5 and 6 is given by the following equation (8). In addition, V in the following formula is a positive and negative voltage applied to the electrodes 20 and 21,
L is the lens length.

【0027】[0027]

【数4】[Math 4]

【0028】この(8)式はレンズ長Lを適当に選ぶこ
とによって、(4)、(5)式を満足するS1 、S2
 、S3 を得ることが可能であることを示す。即ち、
第1の四極レンズQ1 のレンズ長L1 と第2及び第
3の四極レンズQ2 、Q3 のレンズ長L2 、L3
 とを、(4)、(5)、(8)式に基づいて次の(9
)、(10)式に従うように決定すればよい。
This equation (8) can be calculated by appropriately selecting the lens length L to obtain S1 and S2 that satisfy equations (4) and (5).
, S3. That is,
Lens length L1 of the first quadrupole lens Q1 and lens lengths L2, L3 of the second and third quadrupole lenses Q2, Q3
Based on equations (4), (5), and (8), the following (9
), it may be determined according to equation (10).

【0029】[0029]

【数5】[Math 5]

【0030】各四極レンズQ1 、Q2 、Q3 のレ
ンズ長L1 、L2 、L3 が(9)、(10)式を
満足するように設定され且つクロスオーバーが一定即ち
vが一定の場合には各四極レンズQ1 、Q2 、Q3
 に±Vの電圧を印加することによって結像させること
ができる。しかし、クロスオーバー点即ちvが変化した
ときには(6)、(7)式に示すように付加因数が加わ
り、像面に結像しなくなる。つまり(9)、(10)式
によってレンズ長を決めた場合、像面に結像しなくなり
、像点の質が悪くなり、最適フォーカスからずれること
が判る。
When the lens lengths L1, L2, and L3 of each quadrupole lens Q1, Q2, and Q3 are set to satisfy equations (9) and (10), and the crossover is constant, that is, when v is constant, each quadrupole Lens Q1, Q2, Q3
An image can be formed by applying a voltage of ±V to . However, when the crossover point, that is, v changes, an additional factor is added as shown in equations (6) and (7), and the image is no longer formed on the image plane. In other words, if the lens length is determined by equations (9) and (10), the image will not be formed on the image plane, the quality of the image point will deteriorate, and it will deviate from the optimum focus.

【0031】本発明は上述のようなフォーカスずれを単
一の電源で調整することができる方法を提供する。本発
明の原理は基本的には(6)、(7)式の付加因数を配
慮したものである。図7はその原理を説明するものであ
る。四極レンズQ1 、Q2 、Q3 のレンズ長は各
々L1 、L2 、L3 とする。四極レンズの各々は
図6に示された双曲形状の電子通過孔を有する電極から
構成されている。。即ち、図7の四極レンズQ1 、Q
2 、Q3 は図7の四極レンズQ1 、Q2 、Q3
 と同様に示されている。しかし、電極20、21の枚
数を適当に増減されている。3つの四極レンズQ1 、
Q2 、Q3 は共通の正の電源端子30に接続されて
いるが、負の電源に対しては全部が共通に接続されてい
ない。第2及び第3の四極レンズQ2 、Q3 の一部
は負の電源端子31に接続され、残りは第1の四極レン
ズQ1 と共に可変抵抗器34に接続されている。可変
抵抗器34は負の電源端子33に接続されて折り、この
出力ライン34aに負の電位を与える。第2及び第3の
四極レンズQ2 、Q3 の可変抵抗器34に接続する
電極に基づくレンズ長ΔL2 、ΔL3 は次の(11
)、(12)式を満足するように設定する。
The present invention provides a method by which the above-described focus shift can be adjusted using a single power source. The principle of the present invention basically takes into account the additional factors in equations (6) and (7). FIG. 7 explains the principle. The lens lengths of the quadrupole lenses Q1, Q2, and Q3 are L1, L2, and L3, respectively. Each of the quadrupole lenses is composed of an electrode having a hyperbolic electron passage hole shown in FIG. . That is, the quadrupole lenses Q1 and Q in FIG.
2, Q3 are quadrupole lenses Q1, Q2, Q3 in Fig. 7
is shown as well. However, the number of electrodes 20 and 21 is increased or decreased appropriately. three quadrupole lenses Q1,
Q2 and Q3 are connected to a common positive power supply terminal 30, but are not all commonly connected to a negative power supply. Parts of the second and third quadrupole lenses Q2 and Q3 are connected to the negative power terminal 31, and the rest are connected to the variable resistor 34 together with the first quadrupole lens Q1. The variable resistor 34 is connected to the negative power supply terminal 33 and applies a negative potential to the output line 34a. The lens lengths ΔL2 and ΔL3 based on the electrodes connected to the variable resistor 34 of the second and third quadrupole lenses Q2 and Q3 are as follows (11
) and (12) are set so as to satisfy the equation.

【0032】[0032]

【数6】[Math 6]

【0033】四極レンズを構成する各電極には、交互に
正負の電圧が印加され、正側電極には電源30により+
Vが印加される。クロスオーバー点即ちvが一定の時に
は可変抵抗器34の分圧出力ライン34aに−Vを与え
、電源端子31にも−Vを与える。物点12から第1の
四極レンズQ1 6までの距離がvのとき正側には+V
、負側に−Vを印加すれば、これまでの説明から、像面
4上に結像が得られることは明らかである。
Positive and negative voltages are alternately applied to each electrode constituting the quadrupole lens, and the positive side electrode is supplied with + by the power supply 30.
V is applied. When the crossover point, that is, v is constant, -V is applied to the divided voltage output line 34a of the variable resistor 34, and -V is also applied to the power supply terminal 31. When the distance from the object point 12 to the first quadrupole lens Q16 is v, +V on the positive side
, it is clear from the above explanation that an image can be formed on the image plane 4 by applying -V to the negative side.

【0034】次に、vがv−Δvと変化したとき、Δv
は幾何学量v、d、q、zに比較して小さいが、レンズ
定数S1 の変化量S1’(v)は、S1 (v−△v
)=S1 (v)−S1’(v)△v式より導かれる。 従って、S1’(v)△vの変化量に対応して電圧が△
V変化するものとすると、第1の四極レンズに印加され
る電圧は±Vから±V(V+ΔV)になる。また+Vを
一定に保つ場合には、負側の電圧が−V(1−2ΔV)
となる。但し、△Vは−△vの変化に対応した第1の四
極レンズの調整電圧である。即ち、以上のことはS1 
(v−△v)がL1 (V+△V)/ a2 にほぼ一
致することを意味する。第2の四極レンズQ2 部分の
レンズ長ΔL2 に相当する部分にはこの電圧が印加さ
れるため、レンズ長ΔL2 のレンズ定数への寄与分S
′を次の(13)式で表わすことができる。
Next, when v changes to v - Δv, Δv
is small compared to the geometric quantities v, d, q, and z, but the amount of change S1'(v) in the lens constant S1 is S1 (v-△v
)=S1 (v)-S1'(v) Δv is derived from the equation. Therefore, the voltage △ corresponds to the amount of change in S1'(v)△v.
Assuming that V changes, the voltage applied to the first quadrupole lens changes from ±V to ±V (V+ΔV). Also, when keeping +V constant, the negative side voltage is -V (1-2ΔV)
becomes. However, ΔV is an adjustment voltage of the first quadrupole lens corresponding to a change in −Δv. That is, the above is S1
This means that (v-△v) almost matches L1 (V+△V)/a2. Since this voltage is applied to the portion of the second quadrupole lens Q2 corresponding to the lens length ΔL2, the contribution of the lens length ΔL2 to the lens constant S
' can be expressed by the following equation (13).

【0035】[0035]

【数7】[Math 7]

【0036】第2の四極レンズQ2 のvが変化する前
の寄与分S″は次の(14)式で表わされる。また、S
2 ′とS2 ″との和S2 は(15)式で表わされ
る。
The contribution S'' of the second quadrupole lens Q2 before v changes is expressed by the following equation (14).
The sum S2 of 2' and S2'' is expressed by equation (15).

【0037】[0037]

【数8】[Math. 8]

【0038】(15)式は(6)式を包含する。即ち、
これは、物点12の変化によって距離vが変化してもフ
ォーカス条件を満足させることができることを意味する
。第3の四極レンズQ3 についても第2の四極レンズ
Q2 と同様な効果が生じる。よって、1つの可変抵抗
器34により、フォーカス調整を行うことが可能になる
。 以上の説明は説明を判りやすくするために、四極レンズ
の端部の効果は考慮していない。実際にはレンズ長につ
いては実験的または数値計算等によって求めるが、基本
的な考え方は相違しない。
Equation (15) includes equation (6). That is,
This means that even if the distance v changes due to a change in the object point 12, the focus condition can be satisfied. The same effect as that of the second quadrupole lens Q2 occurs with the third quadrupole lens Q3. Therefore, focus adjustment can be performed using one variable resistor 34. The above explanation does not take into account the effects of the ends of the quadrupole lens in order to make the explanation easier to understand. In reality, the lens length is determined experimentally or by numerical calculation, but the basic idea remains the same.

【0037】本発明の実施例を示す図4と原理を示した
図7とは同一でないが、フォーカス調整の原理は全く同
一であり、図4の構成によってフォーカス調整が可能に
なる。図4において、低輝度時、つまりビーム電流が少
ないときの可変抵抗器44の出力ライン44aの負電位
は−300Vである。この時、第2の四極レンズQ2 
の電極の内でライン44aに接続された電極に基づくレ
ンズ長ΔL2 は約.1.9mmである。L2 は7.
5mmに設定されているので、このL2 に対する割合
ΔL2 /L2 は0.25である。一方、(6)式の
付加因数v(q+z)/{2d(v+q+z+d)+v
(q+z)}は0.273となる。この例の場合は(6
)式から若干ずれているが、スクリーン電流で20μA
(ビーム電流に換算すると1mAに相当)までフォーカ
スの調整が可能になった。(1)式から推定すると、こ
のときのvの変化は8mm程度になる。
Although FIG. 4 showing the embodiment of the present invention and FIG. 7 showing the principle are not the same, the principle of focus adjustment is completely the same, and the structure of FIG. 4 allows focus adjustment. In FIG. 4, the negative potential of the output line 44a of the variable resistor 44 is -300V when the brightness is low, that is, when the beam current is small. At this time, the second quadrupole lens Q2
The lens length ΔL2 based on the electrode connected to the line 44a among the electrodes is approximately . It is 1.9mm. L2 is 7.
Since it is set to 5 mm, the ratio ΔL2 /L2 to this L2 is 0.25. On the other hand, the additional factor v(q+z)/{2d(v+q+z+d)+v in equation (6)
(q+z)} is 0.273. In this example, (6
) is slightly different from the formula, but the screen current is 20 μA.
(Equivalent to 1 mA when converted to beam current) It became possible to adjust the focus. Estimating from equation (1), the change in v at this time is about 8 mm.

【0038】[0038]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1)  第1及び第2の四極レンズQ1 、Q2 の
負電位を同一又は固定に設定し、第2の四極レンズQ2
 の正電位を与えるべき電極から選択されたものを第1
の四極レンズQ1 の正電位を与える電極と共に正の可
変電圧源に接続しても良い。  (2)  軸対称の後
段加速方式であるドームメッシュ42の代りに、特開昭
63−237334号公報等で周知のボックス型走査拡
大レンズ等のメッシュレスレンズによる後段加速方式を
使用するCRTにおいても本発明を適用することができ
る。メッシュレスレンズを使用する場合には、像面まで
の距離が水平方向と垂直方向で異なる。従って(1)、
(2)、(3)式は変形されるが、同様な関係式が得ら
れる。即ち実施例で説明した方法と同様に付加因数を算
出し、この付加因数に相当するように第2の四極レンズ
Q2 と第3の四極レンズQ3 との一方または両方を
分割し、分割されたものを第1の四極レンズQ1 に接
続すれば同様の結果が得られる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified, for example, as follows. (1) The negative potentials of the first and second quadrupole lenses Q1 and Q2 are set to the same or fixed, and the second quadrupole lens Q2
The first one is selected from the electrodes that should give a positive potential of
The quadrupole lens Q1 may be connected to a positive variable voltage source together with an electrode that provides a positive potential. (2) In place of the dome mesh 42, which is an axially symmetrical post-acceleration method, the CRT uses a post-acceleration method using a meshless lens such as a box-type scanning magnifying lens, which is well known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-237334. The present invention can be applied. When using a meshless lens, the distance to the image plane is different in the horizontal and vertical directions. Therefore (1),
Although equations (2) and (3) are modified, similar relational equations can be obtained. That is, an additional factor is calculated in the same manner as the method explained in the embodiment, and one or both of the second quadrupole lens Q2 and the third quadrupole lens Q3 is divided so as to correspond to this additional factor. A similar result can be obtained by connecting Q1 to the first quadrupole lens Q1.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、低輝度から高輝度
までのフォーカス調整を1つの可変電圧源で行うことが
できる。
As described above, focus adjustment from low brightness to high brightness can be performed with one variable voltage source.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】3個の四極レンズによる結像原理を光学類推で
示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of image formation using three quadrupole lenses by optical analogy.

【図2】CRTの陰極と制御電極と加速電極とから成る
レンズ系による物点の生成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the generation of an object point by a lens system consisting of a cathode, a control electrode, and an accelerating electrode of a CRT.

【図 3】軸対称レンズを有するレンズ系を示す図であ
る。
FIG. 3 shows a lens system with an axially symmetric lens.

【図4】本発明の実施例に係わるCRTの一部を原理的
に示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the principle of a part of a CRT according to an embodiment of the present invention.

【図5】図4の第1の四極レンズを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the first quadrupole lens of FIG. 4;

【図6】図5の第1及び第2の電極を示す斜視図である
FIG. 6 is a perspective view showing the first and second electrodes of FIG. 5;

【図7】本発明の原理を説明するための3つの四極レン
ズを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing three quadrupole lenses for explaining the principle of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  管軸 4  像面 9  陰極 10  制御電極 11  加速電極 44  可変抵抗器 Q1 、Q2 Q3   四極レンズ 1 Tube shaft 4 Image plane 9 Cathode 10 Control electrode 11 Accelerating electrode 44 Variable resistor Q1, Q2, Q3 Quadrupole lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  少なくとも第1、第2及び第3の四極
レンズを有する陰極線管において、少なくとも前記第1
及び第2の四極レンズが管軸に対して直角に配置された
複数の板状電極から夫々成り、前記複数の板状電極は第
1の極性の電圧を印加する複数の第1極性電極と第2の
極性の電圧を印加する複数の第2極性電極との組み合せ
から成り、前記第1の四極レンズの前記第1極性電極と
前記第2の四極レンズの前記第1極性電極とが同一の電
圧源に接続され、前記第1の四極レンズの前記第2極性
電極と前記第2の四極レンズの前記第2極性電極の一部
とが同一の可変電圧源に接続され、前記第2の四極レン
ズの前記第2極性電極の残りが別の電圧源に接続されて
いることを特徴とする陰極線管。
1. A cathode ray tube having at least first, second, and third quadrupole lenses, wherein at least the first
and a second quadrupole lens each consisting of a plurality of plate-shaped electrodes arranged perpendicularly to the tube axis, and the plurality of plate-shaped electrodes include a plurality of first polarity electrodes to which a voltage of a first polarity is applied; the first polarity electrode of the first quadrupole lens and the first polarity electrode of the second quadrupole lens have the same voltage. the second polar electrode of the first quadrupole lens and a portion of the second polar electrode of the second quadrupole lens are connected to the same variable voltage source; A cathode ray tube, wherein the remainder of the second polarity electrode is connected to another voltage source.
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